• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.76.2-76.2
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• 2011

석탄으로부터 합성석유를 생산하는 상용기술을 도입하여 건설하고 이와 더불어 원천기술 개발을 위한 국산화 기술 개발을 병행하여 향후 고유가 시대를 대비한 국가 에너지 안보 확립과 국내 기술 개발의 가속화를 추구해야 할 필요성이 대두되고 있다. 본 타당성 조사는 3종류의 석탄(호주 Wyong탄, 인도네시아 NTC탄, 인도네시아 KBB탄)으로부터 가스화에 의하여 합성석유스를 생산하는 공정에 대한 타당성 조사(Feasibility Study, FS)를 Class 5(하한 -50~-20%, 상한 30~100%)의 정확도로 수행하는 것을 내용으로 하고 있다. 플랜트의 규모는 합성석유 기준으로 20,000배럴/일이다. 플랜트의 건설을 위해서 광양제철소 슬래그처리장 내 12만평 부지에 조성 중인 포스코 SNG 생산공장 부지의 일부를 사용하는 것을 기준으로 하였다. 일반적으로 석탄의 종류에 따라서 가스화기의 종류 및 성능이 결정된다. 본 타당성 조사 연구에서 선정된 3종류의 석탄의 조성, 발열량, 회분 함량 등의 특성을 고려하여 각각의 석탄에 적합한 현존하는 상용급 가스화기를 선정하였다. 해당 석탄이 가스화기 종류에 따라 적절한 전처리 과정(건조, 분쇄, 슬러리화)을 거친 후 가스화기에 공급되는 것을 가정하여 석탄의 원소분석 조성, 발열량, 회분함량, 회분조성, 회 용융점 등의 변수에 따라서 각각 해당 가스화기에서 가스화되었을 때의 생성되는 합성가스의 조건을 시뮬레이션을 통하여 얻었다. 가스화기 시뮬레이션 결과를 토대로 합성석유 및 합성천연가스 생산을 위한 공정의 물질수지식 및 에너지수지식이 계산되었으며 이로부터 각 공정에서 발생되는 부생성물과 폐기물에 대한 양이 결정되고 이를 처리하는 방안 등도 제시되었다. 실증시설은 20,000배럴/일 규모의 CTL 및 전기 병산 시설이 적합하다. 더 큰 규모 공장은 투자비가 너무 커서 유가 또는 석탄가 변동에 따라 사업의 수익성이 크게 변하여 위험도가 큰 단점이 있기 때문이다. CTL 공장에 전기 병산이 추천되는 이유는 산소생산공장(APU), 압축 등 석탄전환공장에는 자체적인 전기수요가 막대하여 따로 스팀터빈용 발전소를 운영하므로 이를 효율적으로 대체하고자 하기 때문이다. 즉, 석탄가스화에 의해 기름을 최대한 만들고 미반응가스는 가스터빈 및 스팀터빈의 복합발전에 의해 고효율로 전기를 생산하면 최소의 비용으로 최대한 전기를 생산하여 자체소비 전력을 충당하고 남는 전기는 판매하여 수익률을 높일 수 있다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.66-66
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• 2010

국내 화력발전의 $CO_2$배출량을 크게 줄이고, 친환경, 그린 화력발전시스템을 위한 가장 효과적인 수단은 발전효율을 획기적으로 증대시키는 것이기 때문에 이를 목표로 한 기술개발은 경제적으로나 산업적으로 파급효과가 매우 크다. 발전효율 증대를 위한 핵심기술은 증기터빈의 성능향상이다. 현재 일본, 미국, EU 등 각국이 가장 관심을 가지고 기술개발에 심혈을 쏟고 있는 초내열, 내식 합금소재는 $700^{\circ}C$이상에서 기계적 성능을 보장할 수 있는 Ni기 합금개발이고, 현재까지 상당한 기술수준에 이르고 있는 것으로 파악되고 있다. 국내의 경우는 관련기술개발을 위해 연구가 진행되고 있으나, 기술적으로 아직 미흡한 수준이다. Ni기 초내열, 내식합금을 개발해서 그것을 화력발전용 증기터빈 부품, 특히 초내열합금 용접형 터빈로터 소재로 이용하기 위해서는 체계적이고 실용적인 연구를 통하여 용접형로타의 내구성과 신뢰성이 보장되는 최적 수준의 접합기술 개발이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 선행연구로 $700^{\circ}C$이상 초내열/내식 Ni기 합금소재의 용접기술 개발을 위한 후보 소재 Alloy 617의 동종재료 용접 기술 개발을 목표로 한다. 본 연구는 Alloy617 12.6t 맞대기 이음으로 U그루브 내로갭 TIG용접을 하였다. 1pass 1layer 방식으로 총 8pass 8layer로 용접하였다. 전류 및 용접속도는 동일하게 두고 실드가스를 Ar 또는 Ar-$H_2$ 가스로 변경하여 시험하였다. Ar가스 TIG용접은 비드표면에 산화스케일이 생기고, 비드면이 거칠며 전체적으로 산화되었다. 반면에 Ar-$H_2$가스 TIG용접은 비드표면에 산화스케일이 없으며 표면이 미려하고 산화되지 않았다. 실드가스에 수소가스 첨가시 환원성가스로 역할을 하게 되고 이에 따라 용융지 표면에 산화피막을 제거하여 용접비드를 청정하게 하는 효과를 가진다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.23 no.7
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• pp.80-86
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• 2019

As computer performance improves, research using deep learning are being actively carried out in various fields. Recently, deep learning technology has been applying to the safety evaluation for structures. In particular, the internal blades of a turbine structure requires experienced experts and considerable time to detect surface damages because of the difficulty of separation of the blades from the structure and the dark environmental condition. This study proposes a Faster R-CNN deep learning model that can detect surface damages on the internal blades, which is one of the primary elements of the turbine structure. The deep learning model was trained using image data with dent and punch damages. The image data was also expanded using image filtering and image data generator techniques. As a result, the deep learning model showed 96.1% accuracy, 95.3% recall, and 96% precision. The value of the recall means that the proposed deep learning model could not detect the blade damages for 4.7%. The performance of the proposed damage detection system can be further improved by collecting and extending damage images in various environments, and finally it can be applicable for turbine engine maintenance.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.7
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• pp.982-990
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• 2019

The interest of researchers and governments in exploiting tidal energy resources is increasing. Jangjuk strait is a place with high tidal energy density potential and is therefore appropriate for the constructing of a tidal turbine farm. In this study, a numerical approach is presented to evaluate the current flow and power potential in Jangjuk strait with an ADCIRC model. Then, the tidal field characteristics are utilized as input parameters for tidal resource calculation with an in-house program. The 1 MW scale tidal energy converter devices are employed and arranged in 4 layouts to investigate the annual energy yield as well as flow deficit due to the wake ef ect at the surveyed area. The best-performed array generates an annual energy yield up to 12.96 GWh/year (without considering the wake effect); this value is reduced by 0.16 GWh/year when accounting for the energy loss caused by the flow deficit. Moreover, by altering the turbine yaw angle during the flood and ebb tides, the impacts of this factor on the energy extraction are analyzed. This indicates that the turbine array attains the maximum tidal power when the turbine yaw angle is at 346° and 164° (clockwise, to the North) for the spring and neap tide in turns.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.4
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• pp.87-97
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• 2000

A steady state performance simulation and diagnostics program for the turboprop engine (PT6A-62), which is the power plant of the first developed military basic trainer KT-1 in Republic of Korea, was developed. The developed steady state performance analysis program was evaluated with the performance data provided by the engine manufacturer and with analysis results of GASTURB program, which is well known for the performance simulation of gas turbines. Performance parameters were discussed to evaluate validity of the developed program at various cases such as altitude, flight velocity and part load variation. GPA(Gas Pass Analysis) allows engine performance deterioration to be identified at the module level in terms of reduction in component efficiencies and changes in mass flow. In order to find optimal instrument set to detect the physical faults such as fouling, erosion and corrosion, a gas path analysis approach is utilized. This study was performed in two cases for selection of optimal measurement parameters. One case was considered with the effect of instrument number by changing independent parameter number. The other case was performed with selection of independent parameter set. According to the analysis results, the optimal measurement parameters selected were eight dependent variables such as shaft horsepower, fuel flow rate, compressor exit pressure and temperature, compressor turbine inlet pressure and temperature and power turbine inlet pressure and temperature.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.182.2-182.2
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• 2010

설계단계의 풍력발전시스템 하중계산은 20년이 넘는 시스템 수명과 효율을 결정하는 중요한 부분이다. 일반적인 규정서 기반의 설계하중 계산은 실제 풍황 조건인 발전기 상호 간섭, 설치 지형의 특성 등을 상세히 묘사하기 어렵다. 풍력발전기 설계 단계에서 검토된 평균풍속 또는 난류강도 등이 규정(IEC, GL 등)을 만족한다 하더라도 설계값과 실제값은 서로 다른 결과를 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 기 설계된 풍력발전기가 최적 효율을 낼 수 있는 풍력단지의 풍황 특성(평균풍속과 난류강도 등)의 범위를 보다 정확하게 제시하여 설치되는 풍력발전기의 수명과 효율을 높이는 방법을 연구하였다. 이를 위하여 당사의 2MW급 IEC Class II-A로 설계된 직접 구동형 풍력발전기에 대해, 다양한 평균 풍속(7m/s~10m/s)과 난류강도(14%~20%)를 고려한 하중 계산을 수행하였다. 하중 분석을 통해 실제 풍황 조건에 따른 극한하중 산출 및 피로수명의 민감도를 검토하여 풍력발전기 운용의 풍속과 난류강도의 최적범위 제시하여 발전단지 설계에 활용할 수 있도록 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10b
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• pp.403-404
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• 2008

자원의 고갈과 각종 환경규제 및 정부의 전력거래 방침 등으로 인해 점점 발전소에서는 전력 계통에 대한 신뢰도 및 전기품질을 유지하기가 어려워지고있다. 발전소의 부하대별 주요 운전 설계값은 효율과 바로 직결되는 사항으로 각 부하별로 온도와 압력 등 운전설계값을 최적의 상태로 유지하는 것은 발전소 수명과 발전효율, 전력거래 등에 있어 중요한 요소들이다. 전력시장에 진입하는 발전소는 전력계통의 갑작스런 불안성 상황이나 전력거래소 요청시 경사변동폭, 출력변통율, 무효전력 출력, 자동발전제어, 주파수조절량 확보 등을 수행할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 고급공정제어기를 이용하여 운전설계계값을 효과적으로 제어 하면서 기존의 제어로직보다 전력계통상에서 요구되는 발전기 출력을 최대한 신속히 제어하는 과정을 기술하였다. 우선 보일러 마스터와 터빈 마스터, 급수 마스터로 구성된 제어로직을 설계한 뒤 이들 마스터에 대한 발전기 출력, 주증기 압력, 기수분리기 출구온도 각각의 영향을 모델링 기법을 이용하여 적합한 모델을 구했다. 각각의 모델을 고급공정제어기에 적용하고 발전기 출력제어에 대한 기존의 발전소 응답보다 좀 더 효율적이고 실제적용이 가능한 결과를 얻을 수 있도록 튜닝을 시행했으며 그 과정과 결과를 기술했다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.4
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• pp.1-9
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• 2007

Many processing companies are facing environmental regulations such as decreasing NOx emissions when they by to increase thermal efficiencies of combustor. We study a potential new method that may achieve both increase of thermal efficiency and decrease of NOx emissions. This new concept of burner, the precessing jet burner, is known to significantly reduce pollutants such as NOx emissions and simultaneously increase radial heat transfer. This precessing jet nozzle may increase the combustion efficiency of gas turbine engine. A basic research on characteristics of precessing jet nozzle has been conducted using FLUENT and laser visualization technique. Velocities at He nozzle cross-section are compared with the published experimental results. Precessing jet nozzle with centerbody results in better precessing phenomena.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.9
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• pp.903-913
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• 2011

A numerical study is carried out to analyze the steady three-dimensional turbulent flow through cylindrical and fan-shaped holes and the film cooling of these holes at low and high blowing ratios. Compressible Reynoldsaveraged Navier-Stokes equations and the energy equation are solved using a finite-volume-based solver, and a shearstress transport model is used as the turbulence closure. The effects of the compound angle, pitch to diameter ratio, and lateral expansion angle of the hole on the film-cooling effectiveness are evaluated by the film-cooling effectiveness. It is observed that the compound angle of the hole enhances the film performance for the cylindrical hole, and a small hole pitch induces interactions between the coolants from the adjacent holes, thus reducing the film-cooling performance.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.7
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• pp.655-663
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• 2013

Several studies of film cooling were accomplished with a secondary flow channel parallel to the main flow. In real turbine blades, however, the direction of the secondary flow channel is generally normal to the main flow. Thus, this study performs a numerical analysis to investigate the effects of the direction of secondary flow on the effectiveness of double-jet film cooling. The blowing ratio is 1 and 2, and the lateral injection angle is $22.5^{\circ}$. The parallel channel case creates a well-developed anti-kidney vortex with a blowing ratio of 1, and the laterally averaged film cooling effectiveness of the parallel channel is enhanced compared to the normal channel. The normal channel shows higher performance with a blowing ratio of 2. Both cases show high film cooling effectiveness. These phenomena can be attributed to a high blowing ratio and flow rate rather than an anti-kidney vortex.